溶解氧和饱和溶解氧的关系(溶解氧管理常见的问题，如何解决？)

溶解氧的概念

溶解氧（Dissolved Oxygen, DO）是指以分子状态溶存于水中的氧气（O2）单质。我国环境监测指标指出，水体中溶解氧的监测值能有效的反映出水体的自我净化能力，溶解氧指标已被列入水质监测的重要指标之一。

渔业水质标准的规定，水体中溶解的氧气量必须维持在一昼夜 16 小时以上处于大于 5 mg/L水平，其余任何时候的溶氧量需不低于 3 mg/L，当溶解氧低于 1 mg/L时，水体中大部分鱼类就会受到影响，如出现浮头现象，严重的会造成鱼类的大量死亡。大量研究表明，水体溶解氧处于厌氧（DO < 0.5 mg/L）条件时能加速底质中氮磷的释放；溶解氧处于耗氧（DO > 5.0 mg/L）时能抑制底质中氮磷的释放。

溶氧在水产养殖中的作用

1、提供养殖动物生命活动所必需的氧气。从能量学和生物化学的观点来看，动物摄食是为了将储存在食物中的能量转化为其自身生命活动所必需的、能够直接利用的能量，而呼吸摄入的氧气正是从分子水平上通过生化反应为最终实现这种转化提供了保证。一旦缺少氧气，这些生化反应过程将被终止，生命即宣告结束。实践中人们对增氧能够解决养殖动物浮头问题和预防泛塘都有比较清楚的认识，但正因如此，很多养殖者把增氧仅仅看成一种“救命”措施，而没有充分意识到在此之前低氧早已对养殖动物和水体环境所造成了危害。

2、有利于好氧性微生物生长繁殖，促进有机物降解。 好氧性微生物对水体中有机物的降解至关重要，在有氧条件下，进入水体的粪便、残饵、生物尸体（包括死亡的藻类）和其它有机碎屑等被微生物产生的各种胞外酶逐步降解成为各种可溶性的有机物，最后成为简单无机物进入新的物质循环，从而消除水体有机污染，而这些都是需要氧气的参与才能进行的。

3、减少有毒、有害物质的作用。氧气能直接氧化水体和底质中的有毒、有害物质，降低或消除其毒性。氧气具有很强的氧化性，可直接将水中毒性大的硫化氢（H2S）、亚硝酸盐(NO2-)等分别氧化成低毒的硫酸盐、硝酸盐等。 水体中氨氮的降解，有机物的分解，磷酸盐和硝酸盐的再生，都需要消耗一定量的 O2，可见水体中各营养元素的变化和溶解氧值的变化关系密切。

4、抑制有害的厌氧微生物的活动 在缺氧条件下，厌氧微生物活跃起来,对有机物进行厌氧发酵,产生许多恶臭的发酵中间物,如硫化氢、甲烷、氨等，对养殖动物造成极大危害。在低氧条件下水体和底质变黑发臭,主要是因为其中硫化氢遇铁产生黑色的沉淀所致。水体中较高溶氧将对这类有害的厌氧微生物产生抑制作用,有助于创造良好的养殖环境。

5、增强免疫力 水中充足的溶氧还有助于提高养殖动物对其它不利环境因子（如氨氮、亚硝酸盐等）的耐受能力，增强对环境胁迫的抵抗力。处于连续低溶氧环境中的动物，其免疫力下降，对病原体的抵抗力减弱。研究表明，水体溶氧长期不足时，斑点叉尾对细菌性疾病的易感性增加。

问题一：溶解氧高低因素？

水体中的溶氧是指以分子状态溶解于水中的氧气单质，而不是化合态的氧元素或者常见的氧气泡。氧气在水中的溶入（溶解）和解析（逸散）是一个动态可逆过程，当溶入和解析速率相等时，即达到溶氧的动态平衡，此时水中溶氧的浓度即为该条件下溶氧的饱和含量，即饱和溶氧量。水中饱和溶氧量受到大气氧分压、水温、水中其它溶质（如其它气体、有机物或无机物）含量等因素共同作用的影响。水中的饱和溶氧与大气氧分压呈正相关关系，自然条件下大气氧分压不会有大幅度变化，因此对饱和溶氧量的影响可以忽略。 溶氧随着水温升高，饱和溶氧量下降；盐度对溶氧也有直接而明显的影响，随着水体盐度升高，饱和溶氧量下降。大多数情况下,养殖水体中溶氧的实际含量低于饱和溶氧量，其数值取决于当时条件下水中增氧与耗氧动态平衡作用的结果。当增氧大于耗氧时，溶氧趋于饱和，有时还会出现“过饱和”现象，这一般会出现在晴天午后，藻类密度高、光合作用强的池塘中；当耗氧占主导地位时，水中溶氧开始持续下降，其结果将会出现低氧甚至无氧水区，此时可能出现养殖动物“浮头”，甚至“泛塘”现象。

1、水中的增氧主要来源于：

① 藻类光合作用放氧② 人工增氧(机械增氧、化学增氧等)③ 大气中氧气的自然溶入,但在不同条件下上述几种增氧作用所占的比例也各不相同。富营养型静水池塘以光合作用增氧为主,高密度精养池塘以光合作用兼人工增氧，贫营养型水体及流动水体以大气溶解增氧贡献较大。

2、水中溶解氧减少的因素：

水体中的耗氧作用可分为生物、化学和物理来源的耗氧。

① 生物耗氧包括动物、植物和微生物的呼吸作用所消耗的溶氧，呼吸耗氧主要发生在阴天和夜间光合作用不强的时候 。② 化学耗氧包括环境中，有机物的氧化分解和无机物的氧化还原。 ③ 物理耗氧主要指水中溶氧向空气中逸散，只占据很小部分，这一过程仅在水-气界面进行

3、养殖池塘水体中溶氧的变化规律：

任何时候，水中都同时存在着一系列复杂的生物、化学和物理过程，这些相互联系的过程决定着水体增氧与耗氧的动态平衡，使水中溶氧的分布与变化既呈现出复杂多变的态势，又具有相对的规律性。

（1）昼夜变化：在没有人工增氧作用的养殖池塘中，上层水的溶氧昼夜变化十分明显。通常情况下，下午高于早晨，白天高于夜间。白天随着藻类光合作用的进行溶氧逐渐上升，至下午日落前达到最大值，夜间由于藻类不能进行光合作用，而各种耗氧作用依然进行，因此水体溶氧会持续下降，至清晨日出前达到最低水平。但随着水层深度的增加，特别是在补偿深度以下，溶氧的这种昼夜变化也趋于减弱甚至停滞。

（2 ）季节变化： 池塘水体溶氧的季节变化也比较明显。一般而言，冬春两季温度较低，藻类生长受到抑制，光合作用弱，产生的氧气少，而此时水中生物量低，呼吸作用和化学耗氧下降，因此溶氧相对较低且变化较小。

夏秋两季水温高、光照强烈，藻类生长快，光合作用旺盛，释放大量氧气，水体增氧作用明显；但夏秋两季也是水体生物量、粪便、残饵、死亡的动植物尸体等各种有机废物含量最高、耗氧最强烈的季节，因而此时水体溶氧变化大，并会经常出现溶氧过饱和水区，低氧甚至无氧水区等极端溶氧水平，是水产养殖最容易出现溶氧问题的季节

（3）垂直变化：溶氧在水中的分布呈现出从上到下垂直递减状态，这主要与不同水层所接收到的光照和温度差异有关。由于水体以及其中的藻类等物质的吸收，光线进入水中后会随着深度的增加而变得越来越弱，到达一定深度后完全变成无光的黑暗水区。藻类只能在有光线的水层中生长并进行光合放氧，而耗氧作用却在每一个深度都不停地进行，从而使水体溶氧形成上层高、下层低、非均匀递减的垂直分布，这种现象常见于高温季节的深水池塘。

在低富营养化水平下，整个水体中氧气含量水平差别相对较小，池塘水体底部溶解氧远高于高富营养化水体底层溶解氧。

底栖生物如螃蟹、底栖贝类等对池塘底部溶解氧最敏感，所以应严格控制池塘水体中的透明度水平，防止因池塘水体透明度过低，进而池底溶解氧过低导致的底栖生物窒息死亡。透明度根据藻类不同合理控制，通常在30-40cm之间，最为理想。

水体的浮游植物丰度与池塘各水层中溶解氧的关系

Claude等将底泥分为4层，分别为F、S、M和P层。各个层次及所在位置如图所示。

水中氧气含量是影响底质氧气消耗速率的重要因素。氧气是有机物降解效率最高的电子接受体。据报道，底泥界面F层(絮状沉淀层)水体经常处于缺氧的环境，有机质的矿化作用缓慢，暂时积累在池底。此时,细菌可以利用硝酸盐、Mn2+、Fe3+、硫酸根和小分子有机物等作为最终电子受体，同化有机物。

渔业水质标准的规定，水体中溶解的氧气量必须维持在一昼夜 16 小时以上处于大于 5 mg/L水平，其余任何时候的溶氧量需不低于 3 mg/L，当溶解氧低于 1 mg/L时，水体中大部分鱼类就会受到影响，如出现浮头现象，严重的会造成鱼类的大量死亡。大量研究表明，水体溶解氧处于厌氧（DO < 0.5 mg/L）条件时能加速底质中氮磷的释放；溶解氧处于耗氧（DO > 5.0 mg/L）时能抑制底质中氮磷的释放。

溶氧在水产养殖中的作用

1、提供养殖动物生命活动所必需的氧气。从能量学和生物化学的观点来看，动物摄食是为了将储存在食物中的能量转化为其自身生命活动所必需的、能够直接利用的能量，而呼吸摄入的氧气正是从分子水平上通过生化反应为最终实现这种转化提供了保证。一旦缺少氧气，这些生化反应过程将被终止，生命即宣告结束。实践中人们对增氧能够解决养殖动物浮头问题和预防泛塘都有比较清楚的认识，但正因如此，很多养殖者把增氧仅仅看成一种“救命”措施，而没有充分意识到在此之前低氧早已对养殖动物和水体环境所造成了危害。

2、有利于好氧性微生物生长繁殖，促进有机物降解。 好氧性微生物对水体中有机物的降解至关重要，在有氧条件下，进入水体的粪便、残饵、生物尸体（包括死亡的藻类）和其它有机碎屑等被微生物产生的各种胞外酶逐步降解成为各种可溶性的有机物，最后成为简单无机物进入新的物质循环，从而消除水体有机污染，而这些都是需要氧气的参与才能进行的。

3、减少有毒、有害物质的作用。氧气能直接氧化水体和底质中的有毒、有害物质，降低或消除其毒性。氧气具有很强的氧化性，可直接将水中毒性大的硫化氢（H2S）、亚硝酸盐(NO2-)等分别氧化成低毒的硫酸盐、硝酸盐等。 水体中氨氮的降解，有机物的分解，磷酸盐和硝酸盐的再生，都需要消耗一定量的 O2，可见水体中各营养元素的变化和溶解氧值的变化关系密切。

4、抑制有害的厌氧微生物的活动 在缺氧条件下，厌氧微生物活跃起来,对有机物进行厌氧发酵,产生许多恶臭的发酵中间物,如硫化氢、甲烷、氨等，对养殖动物造成极大危害。在低氧条件下水体和底质变黑发臭,主要是因为其中硫化氢遇铁产生黑色的沉淀所致。水体中较高溶氧将对这类有害的厌氧微生物产生抑制作用,有助于创造良好的养殖环境。

5、增强免疫力 水中充足的溶氧还有助于提高养殖动物对其它不利环境因子（如氨氮、亚硝酸盐等）的耐受能力，增强对环境胁迫的抵抗力。处于连续低溶氧环境中的动物，其免疫力下降，对病原体的抵抗力减弱。研究表明，水体溶氧长期不足时，斑点叉尾对细菌性疾病的易感性增加。

问题一：溶解氧高低因素？

水体中的溶氧是指以分子状态溶解于水中的氧气单质，而不是化合态的氧元素或者常见的氧气泡。氧气在水中的溶入（溶解）和解析（逸散）是一个动态可逆过程，当溶入和解析速率相等时，即达到溶氧的动态平衡，此时水中溶氧的浓度即为该条件下溶氧的饱和含量，即饱和溶氧量。水中饱和溶氧量受到大气氧分压、水温、水中其它溶质（如其它气体、有机物或无机物）含量等因素共同作用的影响。水中的饱和溶氧与大气氧分压呈正相关关系，自然条件下大气氧分压不会有大幅度变化，因此对饱和溶氧量的影响可以忽略。 溶氧随着水温升高，饱和溶氧量下降；盐度对溶氧也有直接而明显的影响，随着水体盐度升高，饱和溶氧量下降。大多数情况下,养殖水体中溶氧的实际含量低于饱和溶氧量，其数值取决于当时条件下水中增氧与耗氧动态平衡作用的结果。当增氧大于耗氧时，溶氧趋于饱和，有时还会出现“过饱和”现象，这一般会出现在晴天午后，藻类密度高、光合作用强的池塘中；当耗氧占主导地位时，水中溶氧开始持续下降，其结果将会出现低氧甚至无氧水区，此时可能出现养殖动物“浮头”，甚至“泛塘”现象。

1、水中的增氧主要来源于：

① 藻类光合作用放氧② 人工增氧(机械增氧、化学增氧等)③ 大气中氧气的自然溶入,但在不同条件下上述几种增氧作用所占的比例也各不相同。富营养型静水池塘以光合作用增氧为主,高密度精养池塘以光合作用兼人工增氧，贫营养型水体及流动水体以大气溶解增氧贡献较大。

2、水中溶解氧减少的因素：

水体中的耗氧作用可分为生物、化学和物理来源的耗氧。

① 生物耗氧包括动物、植物和微生物的呼吸作用所消耗的溶氧，呼吸耗氧主要发生在阴天和夜间光合作用不强的时候 。② 化学耗氧包括环境中，有机物的氧化分解和无机物的氧化还原。 ③ 物理耗氧主要指水中溶氧向空气中逸散，只占据很小部分，这一过程仅在水-气界面进行

3、养殖池塘水体中溶氧的变化规律：

任何时候，水中都同时存在着一系列复杂的生物、化学和物理过程，这些相互联系的过程决定着水体增氧与耗氧的动态平衡，使水中溶氧的分布与变化既呈现出复杂多变的态势，又具有相对的规律性。

（1）昼夜变化：在没有人工增氧作用的养殖池塘中，上层水的溶氧昼夜变化十分明显。通常情况下，下午高于早晨，白天高于夜间。白天随着藻类光合作用的进行溶氧逐渐上升，至下午日落前达到最大值，夜间由于藻类不能进行光合作用，而各种耗氧作用依然进行，因此水体溶氧会持续下降，至清晨日出前达到最低水平。但随着水层深度的增加，特别是在补偿深度以下，溶氧的这种昼夜变化也趋于减弱甚至停滞。

（2 ）季节变化： 池塘水体溶氧的季节变化也比较明显。一般而言，冬春两季温度较低，藻类生长受到抑制，光合作用弱，产生的氧气少，而此时水中生物量低，呼吸作用和化学耗氧下降，因此溶氧相对较低且变化较小。

夏秋两季水温高、光照强烈，藻类生长快，光合作用旺盛，释放大量氧气，水体增氧作用明显；但夏秋两季也是水体生物量、粪便、残饵、死亡的动植物尸体等各种有机废物含量最高、耗氧最强烈的季节，因而此时水体溶氧变化大，并会经常出现溶氧过饱和水区，低氧甚至无氧水区等极端溶氧水平，是水产养殖最容易出现溶氧问题的季节

（3）垂直变化：溶氧在水中的分布呈现出从上到下垂直递减状态，这主要与不同水层所接收到的光照和温度差异有关。由于水体以及其中的藻类等物质的吸收，光线进入水中后会随着深度的增加而变得越来越弱，到达一定深度后完全变成无光的黑暗水区。藻类只能在有光线的水层中生长并进行光合放氧，而耗氧作用却在每一个深度都不停地进行，从而使水体溶氧形成上层高、下层低、非均匀递减的垂直分布，这种现象常见于高温季节的深水池塘。

在低富营养化水平下，整个水体中氧气含量水平差别相对较小，池塘水体底部溶解氧远高于高富营养化水体底层溶解氧。

底栖生物如螃蟹、底栖贝类等对池塘底部溶解氧最敏感，所以应严格控制池塘水体中的透明度水平，防止因池塘水体透明度过低，进而池底溶解氧过低导致的底栖生物窒息死亡。透明度根据藻类不同合理控制，通常在30-40cm之间，最为理想。

水体的浮游植物丰度与池塘各水层中溶解氧的关系

Claude等将底泥分为4层，分别为F、S、M和P层。各个层次及所在位置如图所示。

水中氧气含量是影响底质氧气消耗速率的重要因素。氧气是有机物降解效率最高的电子接受体。据报道，底泥界面F层(絮状沉淀层)水体经常处于缺氧的环境，有机质的矿化作用缓慢，暂时积累在池底。此时,细菌可以利用硝酸盐、Mn2+、Fe3+、硫酸根和小分子有机物等作为最终电子受体，同化有机物。

SO层位于S层上层有氧区域，厚度一般只有几毫米，其以下为SR层无氧区域，呈黑色。池塘底质表面的SO层在维持池塘水质方面起重要作用。其表面以下的SR层、M层、T层有机物在无氧环境下产生的有害物质如硫化氢、亚硝酸氮、氨氮等进入水体要经过SO层。

当这些有害物质通过底质表面时会被SO和F层的氧气氧化为无害物质，如Fe2+被氧化为Fe3+，NO2-被氧化为NO3-，S2-被氧化为SO42-等，因此SO层氧化状态是极为重要的。当底质表面积累大量的有机物质时，由于氧气的大量消耗，上覆水和F层氧气不足，SO层得不到足够的氧气，其氧化态被破坏，底质中无氧发酵产生的有害物质进入水体，影响养殖生物生长。底质中的SO层很容易被破坏，有时池塘浮游生物自身死亡所沉积的有机物就足以将其破坏。

有研究表明：溶解氧是影响底泥氮、磷释放的重要因素。当DO>7mg/L时，底泥巾氮的释放以硝态氮为主要形式。而当DO<lmg/L时，底泥中氮的释放以氨氮为主要形式。综合看来，在DO>7mg/L有利于水体以及底泥中总氮的去除。而添加有机碳后不改变底泥氮释放的规律，但在DO>7mg/L以及DO<lmg/L时会使底泥释放的硝态氮以及氨氮在水体中大量累积，只有DO介于2.0 mg/L-4.0 mg/L之间时水体硝态氮和氨氮才能得到较好的去除。且当DO<lmg/L时，底泥会向水体巾释放磷，而其余溶解氧状态则会抑制底泥中磷的释放。

问题二：溶解氧低养殖动物的反应？

溶氧是水产养殖中最重要且最容易发生问题的水质因子之一，水体的实际溶氧量受到其中生物、物理和化学等因素的共同影响而时刻变化。当水中溶氧不足时，首先直接对养殖动物产生不利影响；其次是通过影响水体环境中其它生物和理化指标而间接影响养殖动物，致使其生长、繁殖甚至生存造成不同程度的危害，轻则体质下降、生长减缓，重则浮头、泛塘，导致大量死亡。

1、临界溶氧和致死溶氧， 水中溶氧低于某一水平时，养殖动物的生理代谢和生长开始受到不利影响，但并不会导致死亡，这时的溶氧浓度称为临界溶氧(Critical Dissolved Oxygen)。若溶氧继续降低，到不能满足生理上的最低需要时，养殖动物会因窒息而死亡，此时的溶氧浓度称为致死溶氧（Lethal Dissolved Oxygen）。临界溶氧和致死溶氧依动物种类和规格不同而异，并且受到水温、盐度等其它环境因子的影响，例如，随着水温升高动物的致死溶氧下降。

2、 动物对低氧的行为反应，当水中溶氧稍低于临界水平时，养殖动物开始表现出摄食下降、生长减慢、饲料系数增加，虾类脱壳频率降低，且经常在浅水区活动；动物经常群集在增氧机附近。长时间持续低氧会降低动物对环境胁迫和对疾病的抵抗力，常常导致应激性疾病的发生。

在接近致死溶氧时，养殖动物将停止采食，因呼吸困难而大批游到水面吞取空气，发生严重的“浮头”现象。此时鱼虾运动活力很低，对外界刺激反应迟钝。高密度养殖条件下，如果浮头发生在上半夜或午夜刚过，表明水体严重缺氧，应及时采取补救措施，否则会造成鱼虾大批死亡，甚至泛塘。

问题三：溶解氧高温季节白天高夜低

高和低的原因？

1、白天高的原因：藻的生物量大，藻的活性好，天气好光照够，藻的营养丰富缺一不可。溶氧最大值通常出现在夏季白天日落之前的表层水中。

2、夜晚低的原因：耗氧因子多，尤其有机质。

溶氧最小值通常出现：

（1）黎明或日出前的表层更多为底层；

（2）夏季停滞期长期保持分层状态的底层及上风沿岸底层及中层水； （3）水质过肥、放养太密、投饵施肥过密、水底淤泥很厚的鱼池、遇上夏季天气炎热、气压低、暴雨强风之后，表层水和地层水发生流转混合，带起淤泥；这时整个水体可能出现低值 。

“藻”增氧能力如何判断？

1、藻的活性---产氧能力强，嗮水，看气泡在上面；

2、水质指标---pH 7.5-8.5 、溶解氧5-12mg/ L、氨氮亚硝酸盐正常；

3、透明度---- 30-50cm；

4、硬度 ：如果硬度小于10 mg/ L肥水效果很差。通常≤50 mg/ L池塘生产力低下; 50－100mg/ L池塘 生产力高； 100－250mg/ L生产力通常最高；

5、碱度：淡水 1.5～3.5mmol/L，生产力随碱度增加而增加， 海水的碱度相对稳定为2～ 2.5mmol/L；

6、显微镜检查--藻的形态，细胞结构，色素沉淀。

增氧与减少耗氧因子如何做？

增氧--“藻”制氧、增氧机“增氧”、增氧剂“增氧”。

耗氧：

1、残饵、粪便等有机质分解--用菌分解；

2、生物的呼吸；

3、死亡藻类、微生物及浮游动物等；

4、空气逸出（少）。

问题四：溶解氧稳定措施？

藻与溶解氧